Моделирование условий обитания фоновых и редких видов растений Западного Казахстана на основе спутниковых данных, наземных наблюдений и климатических сценариев

В условиях усиливающейся засушливости климата и роста антропогенного давления особую значимость приобретает оценка устойчивости ключевых компонентов флоры аридных экосистем. В данном исследовании выполнено моделирование современных условий обитания трёх фоновых видов (Artemisia terrae-albae, Caroxylon orientale, Anabasis salsa) и редкого охраняемого вида Tulipa suaveolens.
Для построения моделей использован разнородный набор данных, включающий результаты собственных и архивных полевых исследований, материалы гербарных фондов, сведения из информационно-аналитической базы данных (https://biokadastr.kz/), разработанной в рамках проекта по изучению биоразнообразия Западно-Казахстанского региона, а также международные ресурсы iNaturalist, GBIF и Плантариум. В общей сложности проанализировано 430 точек присутствия A. terrae-albae, 465 точек A. salsa и 2491 точка T. suaveolens по территории Казахстана и сопредельных стран, а также 148 точек C. orientale в пределах Казахстана.
Моделирование современных условий обитания выполнено в среде ArcGIS Pro 3.5.3 на основе биоклиматических переменных WorldClim с применением принципа «только присутствие». В анализ включены параметры температуры воздуха, количества осадков, эвапотранспирации и характеристик рельефа, переклассифицированные в диапазоны, отражающие оптимальные условия для видов.
Для оценки долговременных климатических тенденций использованы данные TerraClimate и Climate Data Store, охватывающие такие показатели, как температура воздуха, среднегодовое количество осадков, глубина снежного покрова и температура почвы.
Состояние растительного покрова оценивалось по вегетационным индексам NDVI и SAVI, рассчитанным на основе данных TERRA/MODIS за период 2000–2024 гг.
Прогнозные модели построены по сценарию CMIP6 RCP8.5, характеризующемуся экстремальным ростом температур и снижением количества доступной влаги, для горизонта 2060 года.
Результаты моделирования показали:
Для Artemisia terrae-albae прогнозируется ослабление позиций в пустынной зоне Западного Казахстана и постепенное смещение в степные экосистемы, где условия становятся более благоприятными. Это отражает высокую пластичность вида и его способность менять фитоценотическую роль в зависимости от характера субстрата.
Для Anabasis salsa ожидается сокращение ареала на северной и южной границах региона, при сохранении стабильных «рефугиумов» в Прикаспийской низменности и на плато Устюрт. Ареал приобретает мозаичную структуру: периферийные популяции исчезают или фрагментируются, тогда как ядровые центры остаются устойчивыми. Это влечёт риски снижения генетического разнообразия и уменьшения кормовой базы для верблюдов в зимний период.
Для Caroxylon orientale основная часть оптимальных местообитаний сосредоточена в южных районах (Мангышлак, Прикаспий, Устюрт). К 2060 г. прогнозируется сокращение ареала в южных пустынях Мангышлака и усиление фрагментации популяций. При этом западные и центральные районы северных и средних пустынь сохранят благоприятные условия. Сокращение ареала вида может негативно сказаться на устойчивости пастбищных экосистем, где он играет важную стабилизирующую роль.
Для Tulipa suaveolens, занесённого в Красную книгу Казахстана, прогнозируется сокращение равнинных местообитаний в степной зоне и смещение ареала в районы с более разнообразным микрорельефом (северные склоны, тальвеги, карбонатные обнажения). Именно здесь формируются микрорефугиумы с благоприятным сочетанием влаги и температур, позволяющие сохранять локальные популяции в условиях экстремального сценария RCP8.5. Таким образом, динамика ареала вида отражает общую тенденцию для степных эфемероидов Центральной Азии — сокращение равнинных местообитаний при сохранении и локальном расширении горно-предгорных рефугиумов.
Комплексное моделирование, основанное на спутниковых данных, климатических сценариях и разнородных источниках наземной информации, позволило выявить как угрозы, так и потенциальные зоны устойчивости для фоновых и редких видов флоры Западного Казахстана. Эти результаты формируют научную основу для выделения приоритетных территорий охраны, расширения сети ООПТ, создания экологических коридоров и адаптации региональных стратегий сохранения флоры к прогнозируемым изменениям климата.
Источник финансирования: Комитет науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан, ИРН: BR21882122 «Устойчивое развитие природно-хозяйственных и социально-экономических систем Западно-Казахстанского региона в контексте зеленого роста: комплексный анализ, концепция, прогнозные оценки и сценарии».